Расчет теплообменной установки - шкафа пекарского производительностью 3кг/ч

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Многие процессы переработки сложны и базируются на использовании современных достижений науки и техники, что связано с необходимостью привлечения знаний самого высокого научно-технического уровня. Данная работа посвящена технологическим расчетам пекарского шкафа, применяемого в процессе выпечки песочного печенья, и подбор вспомогательного оборудования. С каждым годом в России наблюдается тенденция увеличения потребления кондитерских изделий. Но самым популярным остается песочное печенье. При изготовлении песочного печенья следует учитывать некоторые правила: при недостатке сахара изделие получится жестким и недостаточно рассыпчатым. Масло (или маргарин) предварительно выдерживают несколько часов при комнатной температуре для размягчения, (нельзя растапливать его на огне), используемая мука должна быть сухой и просеянной. Тесто следует мять, не прижимая сильно к доске, постоянно переворачивая его для равномерного распределения в нем жира, месить тесто долго не рекомендуется. Готовое тесто не приклеивается к доске и становится гладким.

Песочное тесто можно приготовить жирным и более сухим. В первом случае противень или форму не смазывают жиром, во втором, смазав жиром, обсыпают сухарями или крупчаткой. Для улучшения аромата и вкуса теста в него можно добавить лимонную кислоту, цедру апельсина, ваниль, корицу, миндаль, орехи, какао, шоколад. Изделия при выпекании смазывают взбитым яйцом или белком. Духовой шкаф для выпечки изделий из песочного печенья нужно предварительно хорошо разогреть, особенно для жирного теста, и выпекать изделия при температуре 180--200°С. Готовность изделия узнают по цвету (золотистый). Готовое изделие нужно немедленно снять с противня или вынуть из формы. Нарезать следует после того, как оно остынет.

Процесс выпечки определяется температурными и влажностными режимами пекарной камеры. Эти режимы зависят от конструкции печи, массы выпекаемых изделий, способа выпечки, технологического процесса.

Для ржаного и пшенично-ржаного песочного печенья длительность пароувлажнения минимальная, затем заготовки "обжаривают" 4+6 мин. при температуре 180+2100С и далее выпекают при темп. =250+3500С. Для уменьшения упека и улучшения внешнего вида тестовых изделий, их опрыскивают. Наилучший режим выпечки устанавливают по результатам пробных производственных выпечек. Перекисшее или перестоявшее изделие из слабой муки требует более высокой температуры печи, в противном случае изделия будут иметь расплывчатую форму.

Большое влияние на режим выпечки песочного печенья оказывает относительная влажность среды пекарной камеры.

Таким образом, очевидна важность правильного выбора оборудования для получения качественного готового продукта.

Целью выполнения курсового проекта является технологический и тепловой расчеты теплообменной установки - шкаф пекарский, производительностью 3 кг/ч, а также подбор вспомогательного оборудования.

1.Состояние вопроса

1.1 Существующее оборудование для выпечки песочного печенья

шкаф электропекарный двухсекционный

Сегодня в мире используются три типа специальных печей:

- подовые статические печи (нагревательные элементы в такой печи расположены сверху и снизу), к этому виду относится и русская печь, и национальные печи с выпечкой песочного печенья на камне, тандуры и т.п. Такая печь имеет, как правило, один жарочный уровень, стоимость печей достаточно высока (сравнима со стоимостью небольшого пароконвектомата), ее существенным неудобством является большая площадь -- более метра, что не позволяет ставить печь в небольших по площади цехах. В дорогих моделях подовых печей предусмотрена специальная система увлажнения для подрумянивания выпечки;

- конвекционные печи, принцип действия которых основан на равномерном обдуве горячим воздухом продукта, что гарантирует хорошее распределение тепла. В современных моделях существует инжекторный впрыск пара для получения румяной корочки, печи могут иметь от 2 до 10 противней. Такие печи значительно дешевле, и если объем производства не слишком большой, то подовая печь обойдется значительно дороже, чем конвекционная. Но у конвекционных печей имеется существенный недостаток -- они не имеют режима половинного вентилятора или деликатного обдува, что затрудняет выпечку деликатных изделий (бисквит, меренги и т.п.). Такие печи хороши для небольших ресторанов или как один из видов оборудования для большого кондитерского производства;

- ротационные печи (пекарские шкафы), в этих печах удачно совмещена конвенция с вращением (ротацией), что обеспечивает абсолютно равномерный прогрев изделий при выпекании, в некоторых моделях печей есть встроенный парогенератор для получения загорелой корочки. В такую печь можно загрузить сразу целый стеллаж с продукцией. Такое оборудование незаменимо для мини пекарен или других производств с нешироким ассортиментом и очень большим объемом производства, ведь на тележке одновременно помещается до 18 противней. Печи относительно недорогие.

Неудобством таких печей можно считать их очень большой вес (до 400 кг), солидный размер (1,5 на 1,5 метра) и необходимость сборки печей на месте (невозможность дальнейшей транспортировки). Еще один минус ротационной печи -- неудобство использования при выпечке деликатных изделий, так как при в катывании тележки с противнями внутрь печи, изделия слегка осаживаются, что может привести к некоторой потере качества готовой продукции.

Самые простые -- это духовые шкафы с естественной конвекцией, то есть со свободным перемещением отдельных слоев воздуха при неравномерном нагреве. Но у простых жарочных шкафов есть целый ряд минусов. В частности - это сильный перекос температур (50 - 70С) между верхней и нижней частью камеры и между стенкой и дверцей. В результате требуется определенная сноровка пекаря для качественного приготовления блюда. Избежать повару этих хлопот помогает использование конвекционных печей с принудительной циркуляцией воздуха. В них теплый воздух автоматически распространяется по камере, и повару нет необходимости постоянно поворачивать противни для равномерного пропекания теста. Еще более удобный вариант - конвекционные печи с пароувлажнением. Увлажнение теста необходимо в процессе выпечки, так как дрожжевое тесто впервые пять минут активно поглощает влагу, которая необходима как для соблюдения высокого качества продукта, так и для равномерного распределения теста.

Кроме вышеперечисленного, на производстве песочного печенья необходимо иметь расстоечные (ферментационные) шкафы, в которых создается идеальный климат для размножения дрожжевых бактерий с температурой 35-40С и влажностью более 50%, при котором ферментационные процессы в дрожжевом тесте усиливаются и оно "подходит". В дорогих моделях, рассчитанных на большие объемы производства, предусмотрена очень удобная функция -- тесто сначала охлаждается и замораживается для использования через несколько дней. При этом можно выставить только время готовности продукта для выпечки, а все остальное расстоечный шкаф сделает сам.

Еще один необходимый вид оборудования -- тестомесы или планетарные миксеры. По размеру эти виды оборудования примерно одинаковы, по стоимости тестомесы обычно дешевле почти в два раза. Хотя есть дорогие модели тестомесов с двумя скоростями и большой производительностью, которые стоят более тысяча долларов. В большинстве цехов для приготовления густого теста используют спиральные тестомесы, рассчитанные на большой объем только густого теста. Вращение несъемной чаши и спирали у таких машин происходит в противоположные стороны.

В отличие от тестомесов, планетарные миксеры -- многофункциональные машины, которые могут готовить любое тесто и кремы. Движение венчика внутри чаши повторяет движение спутника вокруг планеты. Объем чаши миксеров составляет от 4 до 250 литров. Из-за большой скорости вращения загрузку не рекомендуется производить более, чем на половину объема чаши. Миксеры комплектуются стандартным набором насадок: венчик, лопатка, крючок. Стоимость такой машины зависит от ее объема, функциональности и производителя и может составлять от $400 до $6-10 тысяч.

Также необходима тестораскаточная машина. Существует три типа тестораскатораскаточных машин: это небольшие гравитационные машины, в которых тесто подается вертикально. Их используют при приготовлении пиццы, небольших ватрушек, пирожков. Более дорогими являются тестораскаточные машины конвейерного типа, позволяющие замечательно готовить слоеное тесто. Их длина может составлять от 2 до 8 метров при ширине 45-60 см. Стоимость -- от $4 тысяч.

Тестоделитель к ПЭМ-2У, предназначен для получения заготовок из песочного теста заданной массы. Ширина между ножами регулируется, что позволяет настроить его именно под Ваш рецепт теста. Использование данного тестоделителя полностью решает вопрос о "юбочках" по краям выпекаемого печенья. Тестоделитель выполнен из нержавейки.

Особое внимание стоит уделить подбору теплового оборудования, поскольку именно печь является главным элементом в пекарне. Можно использовать печи трех типов: подовые, ротационные и конвекционные. В подовой печи, кроме классических хлебобулочных изделий, выпекают нестандартные виды продукции (бисквит, каравай).

Ротационные печи оптимально подходят для производства мелкоштучных кондитерских изделий. От того, как работает печь, в значительной степени зависит качество готовой продукции. Хотя она и не может исправить ошибок, допущенных на ранних стадиях технологического процесса, однако при выпечке хорошо подготовленных тестовых заготовок удачно сконструированная и правильно эксплуатируемая печь позволит получить высококачественные изделия. Конструкция печи важна потому, что она определяет производительность, потребление топлива и другие ее технические показатели. По-видимому, на качество готового продукта еще более существенное влияние оказывает механизм переноса тепла в печи (хотя механизм этого влияния не изучен достаточно хорошо).

Во всех печах перенос тепла может быть кондуктивным, конвекционным или излучательным. Различия в процентном соотношении между этими формами передачи тепла определяют основные отличия печей по качеству готовой продукции.

Кондуктивный перенос тепла в печи происходит путем передачи тепловой энергии через саму форму и сопряженные с ней элементы конструкции. Из-за локальной природы кондуктивного переноса тепла в тестовой заготовке создается резкий перепад температур. Наиболее горячими являются те части выпекаемого изделия, которые непосредственно прилегают к форме. Если процессы кондуктивной теплопередачи не подвергаются тщательному контролю, могут возникнуть неожиданные различия в скорости катализируемых теплом реакций. На практике это приводит к тому, что выпекаемое изделие подгорает снизу.

Конвекция, при которой тепло передается через воздух или другую текучую среду, во многих печах усиливается турбулентными потоками горячего газа, образующимися внутри печей. Они исходят от нагревателей, но перемещение выпекаемых изделий и самого конвейера увеличивает эффективность этого вида переноса тепла. Благодаря конвекционному переносу тепла происходит выравнивание температуры внутри и вокруг тестовых заготовок. Конвекционному обогреву подвергаются только открытые поверхности выпекаемых изделий. Иногда для увеличения этого эффекта применяют формы с отверстиями или движущиеся сетчатые поды.

Излучение, т.е. испускание лучистой энергии нагретой поверхностью, в отличие от двух других видов переноса тепла имеет две особенности, важные для хлебопечения. Во-первых, на распространение лучистой энергии влияет образование теней от конструктивных элементов печи, и в частности от форм, в которые закладываются тестовые заготовки. Тени к тому же являются причиной неравномерного потемнения шероховатых поверхностей теста. Вторая особенность заключается в том, что действие излучения сильно зависит от поглощающей способности тестовой заготовки. Поглощение в инфракрасном диапазоне зависит от изменения окраски, а в микроволновом -- от изменения влажности. По мере потемнения выпекаемого изделия в результате химических реакций, происходящих под влиянием тепла, лучистой энергии в единицу времени поглощается больше и изменение окраски ускоряется.

На больших промышленных хлебопекарных предприятиях в основном используются туннельные печи, которые имеют длинную (иногда до 90 м), но относительно узкую и низкую пекарную камеру. Вдоль нее движется либо непрерывная стальная лента, либо конвейер с формами. Наиболее распространены печи с передвигающимися подиками. Каждый подик жестко прикреплен к цепи, которая тянет его от фронта печи к ее концу. По нижней ветви цепи он возвращается к фронту печи, где происходит выгрузка песочного печенья.

Сквозная (проходная) печь имеет под, сделанный из стальных сегментов, которые движутся через пекарную камеру на конвейерной цепи. Загрузка и разгрузка осуществляются на противоположных концах туннеля, что делает этот тип печей весьма удобным с точки зрения гибкости в расположении вспомогательного оборудования. На под помещаются отдельные формы, кассеты из нескольких соединенных между собой форм или даже не уложенные в формы тестовые заготовки.

Ленточные печи, в которых под представляет собой непрерывную металлическую полосу, являются воплощением идеи о непрерывном процессе выпечки. Металлическая лента может быть сплошной, перфорированной или в виде сетки. Тестовые заготовки укладываются непосредственно на под, как это делают при выпечке крекеров, подового песочного печенья и печенья, или в формы, которые затем ставят на ленту.

В печах для выпечки песочного печенья используют различные схемы обогрева.

1.2 Технологическая схема процесса приготовления и выпечки песочного печенья в пекарском шкафу

Приготовление песочного теста основано на принципе 1:2:3. Таково соотношение основных продуктов: 1 часть сахара, 2 части жира и 3 части муки. Чем больше в тесте жира, тем более оно рассыпчато. Сахарная пудра делает тесто особенно рассыпчатым. Яйца и жидкость не очень нужны, но употреблять их не возбраняется. Они способствуют соединению составляющих его продуктов и облегчают дальнейшее приготовление изделий. Песочное тесто готовят без применения разрыхлителя.

Рецептура сдобного песочного теста (на форму диаметром 26 см) основана на компонентах: 100 г сахарной пудры; 200 г масла;300 г муки высшего сорта;1 желток.

Далее представляем способ приготовления сдобного песочного теста. Приготовим и строго отмерим все нужные нам продукты. Жир должен быть сильно охлажденным, в песочное тесто мы кладем его нарезанным на пластинки. Муку просеем, чтобы удалить случайные комки и примеси. Форму или противень смазывать не нужно, т.к. песочное тесто содержит достаточно жира. Муку просеем на доску, сделаем в середине холмика лунку, положим туда сахар, наструганное масло и холодными руками очень быстро вымесим тесто до гладкости. Сделаем из теста шар, завернем в пергамент или в фольгу и на 1-2 часа поместим в холодильник вылежаться. Духовку разогреем до температуры, которая указана в данном рецепте - примерно до 200 градусов, и поставим решетку на нужном уровне. Отдохнувшее песочное тесто чаще всего надо раскатать. Положим шар на посыпанную мукой доску и слегка обсыплем мукой. Во время раскатывания периодически приподнимаем тесто и подсыпаем муки, однако надо следить, чтобы при раскатывании оно не вобрало в себя избыточную муку. Если в процессе разделки на доске тесто размягчилось, не надо добавлять муки, иначе качество теста ухудшится. Лучше поместить его на время в холодильник, чтобы оно застыло. В зависимости от намерений изготовить штучные или более объемные изделия соответственно разделим тесто на части и вынимаем из холодильника только нужную в данный момент порцию теста. Большой пласт раскатанного теста трудно переносить с доски на противень или в форму. В круглую форму тесто можно перенести сложенным пополам и в форме расправить. Большой пласт теста можно свернуть рулоном в фольге, а на противне развернуть. Большие поверхности песочного теста - пирог или основу для торта - перед выпечкой надо наколоть вилкой, чтобы предотвратить образование пузырей. Если они все же появились, можно проколоть вздутия в уже испеченном изделии. Лишнее тесто обрежем по краю формы ножом. Тесто печем в заранее разогретой духовке на уровне, указанном в рецепте. Следуем рекомендованной продолжительности выпечки, но держим ее под контролем. Готовность изделия определяем по поджаристой корочке. Свежеиспеченное изделие из песочного теста легко ломается, поэтому дадим ему несколько остыть. Из формы или с противня его надо снимать очень осторожно, с помощью широкого ножа или лопаточки. Нельзя оставлять его на противне слишком долго, иначе жир застынет, и изделие пристанет к противню.

Рецептура соленое песочное тесто (на 8 корзиночек диаметром 8 см), основана на ингредиентах: 250 г муки высшего сорта;125 г масла; 1 яйцо; щепотка соли; 1 - 2 ст. л. воды; 1 желток.

Далее представлен способ приготовления соленного песочного тесто: просеем муку на доску, сделаем лунку, отобьем туда яйцо, добавим соль и нарезанное пластинками масло. Холодными руками замесим тесто, постепенно добавляя воду. Сделаем из теста шар, завернем его в пергамент или в фольгу и поместим на 1 - 2 часа в холодильник вылежаться. Разогреем духовку до 190 - 200 градусов. Отдохнувшее песочное тесто раскатаем на слегка посыпанной мукой доске и выложим им формы для корзиночек или маленьких паштетов, положим начинку, если нужно, накроем кружком из теста. Если корзиночки или пашетики накрыты кружком из песочного теста, то надо сделать в нем отверстие с наперсток для выхода пара, образующегося при выпечке. Можно также наколоть его вилкой. Смажем тесто снаружи взбитым желтком. Корзиночки и паштетики печем, в зависимости от начинки и высоты изделия, минут 20 в горячей духовке на среднем уровне.

Искусство правильного приготовления теста лежит в правильных измерениях, использовании правильных пропорций жиров и муки.

При приготовлении песочного теста всегда используйте простую муку.

Раскатывать тесто нужно только в одном направлении.

Запекание теста с сухим горохом не дает впоследствии тесту размякнуть от фруктовой начинки - если в рецепте указан сухой горох, не пропускайте эту стадию. Для приготовления песочного теста все ингредиенты должны быть холодными. Не забудьте охладить готовое тесто перед тем, как выпекать.

Кружок, которым накрываем изделие из песочного теста, раскатаем тоньше, чем нижний слой. Накрыв, осторожно защиплем края теста. Верх теста наколем вилкой, чтобы предотвратить образование пузырей при выпечке. Если мы готовим песочное тесто на штучные изделия, то надо следить, чтобы при повторном раскатывании к тесту не подметалось избыточной муки. Для приготовления черно-белого кондитерского изделия добавим в половину теста порошок какао, чтобы сделать его темным. Положим на пласт светлого теста пласт темного, свернем рулетом, нарежем рулет тонкими ломтиками, уложим их на противень и испечем. Для изделия с шахматным узором сделаем несколько палочек из темного и светлого теста и уложим их поочередно на лист светлого теста. Свернем тесто в рулет и поместим на 30 минут в холодильник. Застывший брусок шахматного теста нарежем тонкими ломтиками и уложим их на противень.

Если вы хотите приготовить вегетарианское тесто, необходимо используйте масло вместо жира, тогда тесто получится хорошо, и оно ни будет более тяжелым. Чтобы сократить время, используйте кухонный комбайн для втирания жира в муку, пока тесто не начнет напоминать крошки.

Советы по приготовлению вегетарианского тесто:

1. Точно отмерить все ингредиенты для теста и поместить их в холодильник до приготовления теста.

2. Просеять муку на рабочую поверхность и сделать столовой ложкой углубление посредине.

3. Насыпать в углубление сахар и разбить яйцо. Нарезать кусочками масло и расположить по краям муки.

4. Быстро нарубить все продукты до образования как можно более мелкой крошки одинакового размера.

5. Вымыть руки холодной водой, обсушить их и быстро перемесить крошку до эластичного теста.

6. Придать песочному тесту форму шара и завернуть в прозрачную пленку. Охлаждать как минимум 30 минут.

7. Достать из холодильника тесто, снять пленку и раскатать его слоем толщиной около 3 мм на рабочей поверхности, слегка посыпанной мукой.

8. Смазать жиром форму. Выложить 2/3 теста и наколоть его. Сделать из оставшегося теста валик и прижать его к стенкам формы, сделав высокий край.

9. Положить на тесто бумагу для выпекания и бобовые, чтобы корж не деформировался. Выпекать 25 минут в духовке при 180 градусах. Удалить бобовые и бумагу.

Различные вариации изделий из песочного тесто представлены в (таблице 1),и их красочные изображения на (рисунках 1, 2, 3, 4).

Рисунок 1. Сдобное песочное печенье с апельсиновым соком.



Рисунок 2. Песочное белковое пирожное «Корзинка с фруктами»

Рисунок 3. Песочное соленое печенье «Тарталетки»



Рисунок 4. Песочное кремовое пирожное «Корзиночки с грибами»

Таблица1

Рецептуры песочного печенья

Рисунок	Название изделия	Наименование ингредиентов	Количество ингредиентов;гр, шт	Технология приготовления
1	2	3	4	6
1	Сдобное песочное печенье с апельсиновым соком	1.Мука с низким содержанием клейковины; 2.Сахарная пудра; 3.Соль; Сливочное масло; 4.Яичный желток; 5.Апельсиновый сок 6.Сахар	-170гр -2ст.л. -щепотка -100гр -1шт -2ст.л. -75-100гр	Муку просеять на доску, в середине холмика сделаем лунку, положим туда сахар, апельсиновый сок, охлажденное наструганное масло и холодными руками быстро вымесить. После обернуть в пергамент и на1-2 часа поместить в холодильник. Духовку разогреем до t=2000С. Одохнувшее тесто раскатаем на доске, слегка обсыпанной мукой, толщина теста 4-5 мм. С помощью формочек переносим тесто на противень, и выпекаем приt=230-2500С до золотистого цвета, и после остывания посыпаем сахарной пудрой.

2. Технологическая схема установки и ее описание

Шкаф электропекарный двухсекционный ЭШ-2к (рисунок5), предназначен для выпечки кондитерских и мелких хлебобулочных изделий.

Имеет раздельную регулировку мощности верхнего и нижнего блоков ТЭНов. Рабочий диапазон температуры 65-270 °С, установленный аварийный терморегулятор. Терморегулятор предохраняет шкаф от перегрева свыше 300 °С. Шкаф имеет крашенные: подставку, боковые и заднюю облицовку. Пространство между секциями и облицовкой заполнено теплоизоляционным материалом. А также регулируемые по высоте ножки. Дополнительно, вместо подставки имеется возможность установить расстоечную камеру.

Рисунок 5. Шкаф электропекарный двухсекционный ЭШ-2к

Таблица 2

Технологическая характеристика шкафа ЭШ-2к

№п/п	Наименование параметра	Величина параметра
1	Номинальная потребляемая мощность, кВт	10,4
2	Номинальное напряжение, В	380/220
3	Частота тока, Гц	50
4	Максимальная температура шкафа, 0С	270

Ярусная секционная печь шкафного типа ЭШ-2к состоит из двух пекарных камер и сварной подставки. Каждая камера обогревается трубчатыми электронагревателями (тен), установленные горизонтально: три снизу (нижняя группа) и три сверху (верхняя группа). Нижние тены закрываются настилом, на котором размещаются противни или кондитерские листы. Для отвода из камеры паров образующихся в процессе работы предусмотрен калорифер. С задней и боковых сторон печь закрыта облицовками. Для уменьшения теплопотерь имеется теплоизоляция. В правой части печи находится панель управления, на которую выведены сигнальные лампы, лимбы датчиков - реле температуры, ручки переключателей .

Печь действует следующим образом. До начала работы ее проветривают и разогревают до необходимой температуры выпечки (100…290), которая устанавливается ручкой переключателя в положение сильного нагрева. Лимб датчика-реле температуры устанавливают на значение, соответствующее требуемому технологическому процессу. При этом загораются сигнальные лампы. Когда лампы погаснут (что означает достижение требуемой температуры в камере), загружается продукт и ручкой переключателя режимов устанавливается необходимый режим. Приводят в действие систему пароувлажнения и калорифер.

К работе со шкафом допускаются лица, знающие его устройство и правила техники безопасности, ежедневно перед включением шкафа проверяют исправность заземления и санитарное состояние, а также исправность пускорегулирующих приборов. Затем устанавливают лимб датчика-реле температуры на необходимую температуру, подключают шкаф к электросети и с помощью пакетных переключателей включают рабочие камеры на сильный нагрев. При этом загораются сигнальные лампы. Как только камера прогреется до заданной температуры, сигнальные лампы гаснут, свидетельствуя о готовности шкафа к работе. Осторожно открывают дверки, устанавливают кондитерские листы с продуктами. После пакетные переключатели переводят на слабый или сильный нагрев в зависимости от требований технологии приготовления кулинарных изделий. При переводе шкафа на более низкую температуру нагрева выключают тены и дают шкафу остыть до необходимой температуры. После этого переводят лимб датчика-реле температуры на более низкую степень нагрева и включают тены.

3. Обоснование выбора основного вспомогательного оборудования

3.1 Просеивательно-загрузочный - агрегат марки Ш2-ХМН

Агрегат марки Ш2-ХМН, предназначен для контрольного просеивания различных сортов муки ( в том числе и других сыпучих продуктов, близких к муке по физическим свойствам ) от посторонних примесей на предприятиях хлебопекарной, кондитерской, других отраслей промышленности и транспортировке ее к месту потребления.

Агрегат представляет собой комбинированное устройство, созданное на базе серийно выпускаемого малогабаритного просеивателя марки Ш2-ХМЕ и транспортирующего устройства марки Ш2-ХМЖ.

Агрегат состоит из следующих основных составных частей (смотрите рисунок 6):

1. Просеиватель;

2. Бункер;

3. Мешкоподъёмник;

4. Транспортирующее устройство.

Таблица 3

Технические характеристики агрегата марки Ш2-ХМХ

№п/п	Наименование параметров	Обозначения параметров	Величина параметров
1	Производительность	кг/ч	не более-2500
2	Скорость вращения ротора просеивателя,	Обороты в минуту	950
3	Диаметр отверстия сита,	мм	3
4	Напряжение питающей сети трехфазного переменного тока частотой- 50 Гц,	В	38010%
5	Установленная мощность электродвигателя,	кВт	2,2
6	Площадь ситовой поверхности,	м	0,2
7	Габаритные размеры,	мм	1633х704х950
8	Масса,	кг	Не более 190

Рисунок 6. Просеиватель-загрузочный марки Ш2-ХМН

3.2 Тестомесильная машина с подкатной дежой "Прима-300»

ЗАО НПП фирма “Восход”, начиная с 1990 года, выпускает такое оборудование, как “Прима-300”, отличающееся высоким качество, надежностью и экономичностью. Описание параметров тестомесильной машины с подкатной дежой “Прима-300” указаны в таблице 4.

Таблица 4

Техническая характеристика тестомесильной машины с подкатной дежой «Прима-300»

№п/п	Наименование параметров	Обозначение параметров	Величина параметров
1	2	3	4
1	Объем используемой дежи,	л	300
2	Максимальная масса теста,	кг/замес	200
3	Минимальная масса теста	Кг/замес	3
4	Номинальная потребляемая мощность,	кВт	17,6
5	Номинальное напряжение,	В	380
6	Габаритные размеры,	мм	1700х1155х1337
7	Масса( без дежи Д-300),	кг	1140
8	Масса дежи Д-300,	кг	210

Данные устройства представляют собой тестомесильные машины, которые предназначены для замеса различных хлебобулочных и кондитерских изделий на производственных предприятиях, высокотехнологичное оборудование способно эксплуатироваться в 1-3 сменных режимах. Тестомесильные машины обладают рядом полезных свойств. Для повышения производительности «Прима-300» имеет: функцию плавного изменения скоростей вращения приводов месителя и вращения дежи, элементы конструкции, исключающие повреждение деталей устройства, и привод вращения дежи с плавным пуском двигателя, имеющий контакт с тестом, изготовленный из нержавеющей стали, крышку дежи со смотровым стеклом, конструкция которой позволяет практически полностью исключить распыление муки в процессе замешивания, пускорегулирующую аппаратуру (импортного производства). Использование импортных комплектующих свело к минимуму техническое обслуживание и обеспечило высокую надежность.

Тестомесильные устройства (машины) «Прима-300» принципиально улучшают качество продукции. Двухскоростная тестомесильная машина с возможностью интенсивного замеса на повышенной скорости для замешивания пшеничного, ржано-пшеничного, ржаного теста и теста для кондитерских изделий. Предназначена для эксплуатации в 1-3-сменном режиме в условиях промышленного производства.

Схема замеса: спиральный месильный орган, центральный отсекатель, подкатная вращающаяся цилиндрическая дежа из нержавеющей стали емкостью 300 литров. Применение интенсивного замеса: сокращает время замеса, принципиально улучшает качество готовой продукции, увеличивая объем изделий, мякиш становится более эластичным, пористость - равномерной и мелкой, замедляется черствение, компенсирует, в определенной степени, недостатки муки низкого качества.

Процессорная система управления на базе промышленного контроллера с сенсорной панелью управления обеспечивает: ввод, редактирование, хранение и воспроизведение в автоматическом режиме до ста 10-шаговых программ замеса теста с возможностью задания технологических параметров в каждом шаге

Возможность корректировки параметров программы без прерывания цикла.

Временное прерывание цикла по требованию оператора, с последующим его продолжением тестирование и диагностику работоспособности узлов и агрегатов машины мониторинг аварийных ситуаций с автоматическим отключением машины

Автоматическое ведение архивов: замесов, аварийных событий с диагностикой неисправностей, учета времени наработки машины контроль нагрузки на приводы рабочих органов машины возможность совместной работы с дозирующими станциями сыпучих и жидких компонентов подключение к технологическому компьютеру с возможностью удаленного управления (опционально) управление загрузчиком опары и автоматом выгрузки теста, при наличии этих устройств.

Полуавтоматическая система управления позволяет:

1) устанавливать общее время замеса и время замеса на малой скорости;

2)автоматически переключать вращение месильного органа с малой скорости на повышенную;

3)временное прерывание цикла по требованию оператора, с последующим его продолжением;

4) отрабатывать цикл замеса только на малой, или только на повышенной скорости;

5)включать прямое или реверсивное вращение дежи на малой скорости замес;

6) автоматически останавливать машину по окончании времени замеса с подачей звукового сигнала.

Для надежной работы и удобства эксплуатации конструкцией предусмотрено (рисунок 7): элементы конструкции, контактирующие с тестом, выполнены из нержавеющей стали, реверсивное вращение дежи на малой скорости, гидравлический привод подъема - опускания траверсы и фиксации дежи, узлы и агрегаты гидравлической системы.Привод вращения месильного органа - групповая клиноременная передача, привод вращения дежи с устройством плавного пуска двигателя. Исключающий повреждение элементов конструкции в случае удара шестерен привода «зуб в зуб».

Патрубки на крышке дежи для загрузки сыпучих и жидких компонентов в автоматическом и ручном режимах.Дежи Д-300 с улучшенной маневренностью и возможностью установки в положение с наклоном для санитарной обработки. Крышка дежи со смотровым стеклом, конструкция которой позволяет практически исключить пыление муки при замесе. Силовой шкаф с пультом управления с возможностью установки на корпусе машины как справа (серийно), так и слева.



Рисунок 7. Тестомесильная машина с подкатной дежой «Прима-300»

3.3 Тестоделительная машина

Тестоделитель (тестоделительная машина) -- одним из самых важных процессов в улучшении качества выпечки является процесс деления хлебных заготовок. Для того чтобы получить хлеб, булочки, кондитерские мучные изделия определенных размеров современные пекарни используют тестоделители, которые аккуратно и точно разделяют тесто. Тестоделители - высоконадежные и автоматизированные системы, простые в использовании, имеют функции регулировки скорости деления, которые влияют на повышение производственных мощностей. При выборе тестоделителя стоит обратить внимание на способ деления, который положен в основу работы тестоделителя, на его производительность (определяется количеством кусков за одну закладку), на минимальную и максимальную массу теста (от нескольких граммов до нескольких килограммов). В основу работы тестодела положены объемный и весовой способы деления. Объемные тестоделители обладают более высокой производительностью, чем весовые тестоделители.

Тестоделитель (тестоделительная машина), (рисунок 8) -- это хлебопекарское оборудование, предназначенное для деления теста на заготовки равной массы. Ранее использовались шнеково-нагненательные тестоделители. При работе на этих механизмах тесто травмировалось, перебивалось клейковина. Сейчас фирма «Кумкая» предлагает своим клиентам тестоделители вакуумно-поршневые, которые благодаря бережному отношению к тесту улучшают выпечку на 20-25 % . При создании таких тестоделителей используются нержавеющая сталь, пластик, капролон. Применение этих материалов позволяет продлить службу тестоделителя в два раза. Одинаково хорошо осуществляется деление теста приготовленного по ускоренной технологии и опарным способом. Погрешность при делении составляет 2-2,5% от веса хлебной заготовки. В качестве смазки используется подсолнечное масло, которое движется по замкнутому циклу. Тестоделители «Кумкая» не требуют каждодневной разборки для чистки. Тестоделитель имеет 3 скорости деления и способен выдать 19 - 27 - 47 заготовок в минуту.

Тестоделитель работает без шума и вибраций. Это превосходные системы, помогающие облегчить труд и производственный процесс по изготовлению хлебобулочных изделий.



Рисунок 8. Тестоделительная машина

3.4 Шкаф растоечный: UNOX XL 193

В современной технологии хлебопекарного производства используются предварительная расстойка (т.е. отдых) и окончательная расстойка (ферментация), значения которых в целом сказывается на внешнем виде и качестве готовой продукции.

Большинство сдобных хлебобулочных изделий между операциями округления и окончательного формования кусков теста подвергают предварительной расстойке, для этого используется профессиональное оборудование - расстоечный шкаф. Важность использования расстоечного шкафа вызвана тем, что в результате механического воздействия на тесто при делении его на куски и их округлении возникают внутренние напряжения и частично разрушается клейковинный каркас. Если после округления тесто сразу формовать, то оно становится слишком упругим, малоэластичным. В процессе предварительной расстойки в растоечном шкафу внутренние напряжения в тесте рассасываются, а разрушенные звенья клейковинного каркаса частично восстанавливаются. Во время предварительной расстойки в расстоечных шкафах поверхность кусков теста немного подсыхает, что устраняет прилипание теста к валкам закаточной или другой формующей машины и улучшает условия его формования.

Шкаф расстоечный предназначен для расстойки хлебобулочных изделий. Возможность стационарного подключения к воде. Кнопка подачи воды в рабочую камеру. Увеличенная емкость испарения воды. Расстояние между листами 70 мм. Стеклянная дверь с уплотнением для контроля процесса расстойки. Шкаф выполнен из нержавеющей стали. Рассмотрим шкаф расстоичный UNOX XL 193 (рисунок 9) и его техническое описание в таблице 5.

Таблица 5

Технические характеристики шкафа расстоечного UNOX XL 193

№п/п	Наименование параметров	Обозначение параметров	Величина параметров
1	2	3	4
1	Количество уровней протвеней,	шт	8 (600х400)
2	Температурный режим,	0С	30 до 70
3	Мощность,	кВт	1,2
4	Напряжение,	В	230
5	Габариты,	мм	800х713х757
6	Вес,	кг	37



Рисунок 9. Расстоечный шкаф UNOX XL 193

3.5 Вспомогательные элементы для выпечки песочного печенья

Высокоточное оборудование позволяет изготавливать фильеры (насадки) для производства песочного печенья и зефира для отсадочных машин нашего и импортного производства. Не требует специальной подготовки пользователей. Продукция производится на оборудовании с числовым программным управлением, что позволяет обеспечить качество на высочайшем уровне кондитерские дюзы ( насадки) для отсадочных машин MONO.

Для Конкурентной и успешной работы на рынке производители кондитерских и хлебобулочных изделий должны постоянно расширяется ассортимент продукции.

1. Формы для выпечки кондитерских изделий (рисунок 10), используются так же и для выпечки кондитерских изделий.

2. Нестандартные формы изготавливаются по размерам заказчика:

1)изготовление тостовых форм из черной или нержавеющей стали;

2)изготовление литых форм для выпечки из алюминия с нанесение антипригарного покрытия.

Рисунок 10. Формы для выпечки кондитерских изделий

3. Шприцы кондитерские :

1) шприц кулинарный с 7 насадками Profi 24см, сталь 18/10,Kuchenprofi(рисунок 11-1);

2) шприц кулинарный с 5 насадками 17,5см, сталь 18/10,Kuchenprofi(рисунок 11-2)

1 2

Рисунок 11. Шприцы кондитерские

4.Насадки на кондитерские мешки:

На (рисунке 12) показаны насадки на кондитерские мешки. Насадки изготавливают из латуни ЛС-59 и пластмасса, но пластмассовые ненадежны.

Рисунок 12. Насадки на кондитерские мешки

Рассмотрим последовательность оборудования на каждом этапе. В первую очередь происходит подготовка ингредиентов для теста. Муку необходимо просеивать, чтобы изделия были воздушными, и чтобы избежать попадания посторонних предметов в продукцию. Просеянную муку не надо хранить, т.к. она снова теряет «воздушность». Именно поэтому в пекарнях применяются мукопросеиватели малой производительности, до 1500 кг/час.

Для замеса применяется только чистая вода определенной температуры. Применение ржавой или грязной воды сразу скажется на цвете продукции. Поэтому необходимо устанавливать фильтр-очиститель. А чтобы не мерить количество и температуру воды вручную, можно установить дозатор-смеситель, который и количество необходимое для замеса измерит, и температуру заданную будет соблюдать. Далее происходит замес теста. Тестомесильная машина подбирается в зависимости от производительности печи и от вида теста. Для песочного теста, а также для производства крема необходим не тестомес, а машина для взбивания - планетарный миксер.

Далее тесто поступает на разделку и формовку, т.е. развешивается на куски, раскатывается (если это необходимо) и приобретает нужную форму.

Существует оборудование, способное выполнять все эти операции вместо человека. Развес теста осуществляет тестоделитель, раскатывание в пласт- тестораскаточная машина, с помощью которой и слоят тесто. Если установить на тестораскатку специальные ножи, то заготовки на печенья не придется делать вручную (устройство нарезает на треугольники, полоски или квадраты).

Сформированные заготовки укладываются на листы (противни).

Далее тестовые заготовки помещают в расстоечную камеру, где установлен определенный режим - температура 40є и влажность до 80%.

На последнем этапе происходит выпечка изделий.

Каждый этап технологического процесса обеспечивается своей единицей оборудования.

4. Расчетная часть

Для определения расхода тепла аппарата, теплопотерь и расчета основных параметров калорифера необходимо знать параметры воздуха, продукта и параметры оборудования. Данные параметров, представлены в таблице 6

Таблица 6.

Исходные данные (параметров воздуха, продукта и габариты оборудования)

Параметры воздуха.	Параметры продукта.	Производи- тельность Оборудова ния Gн, кг/ч	Габаритные размеры оборудования, мм	Диа-метр Калори- фера, мм
Отно- сите- льная влажнос- ть %	Температура, 0С	Началь ная Влаж- ность. xн, %	Конеч- ная влажность хк, %
0	2	t0	t1	t2				длина	Шири на	Высо -та
80	23	19	200	71	60	5	3	840	50	600	340

Далее представлен порядок расчета.

Исходя из начальных параметров продукта и теплоносителя, составляем материальный баланс теплового процесса.

Целью составления материального баланса теплового процесса является определение массы влаги W, удаляемой при тепловом воздействии.

W= Gн - Gк , ( 1 )

где W - масса влаги (кг/ч, кг/с );

Gн - начальная производительность продукта ( кг/ч, кг/с );

Gк - конечная производительность продукта (кг/ч, кг/с ).

По всему материалу, подвергаемому тепловой обработке, начальное количество продукта ( производительность по поступаемому на тепловую обработку продукта ):

GH = GK + W ( 2 )

По абсолютно сухому веществу в обрабатываемом материале :

GH = GK , ( 3)

Подставляя в уравнение ( 1 ) значение начальной производительности GK получили:

W = GH = [ кг/ч ] = ( 5 )

W = 3 = 1,736842 кг/ч = = 0,0004824кг/с

W = GK = [ кг/ч ] = [ кг/с] ( 6 )

W = 1,263158 = 1,736842 кг/ч = = 0,0004824кг/с

3 = 1,263158 + 1,736842

Пусть на тепловую обработку поступает воздух с влагосодержанием Х (% ) сухого воздуха, а L - расход абсолютного сухого воздуха ( кг/ч ).

Далее по диаграмме Рамзина ( приложение 1 ) находим следующие параметры:

а) парциальное давление воздуха. Р1 =Р0 = 1,7к Па

в) парциальное давление воздуха. Р2 = 7,5кПа

с) влагосодержание сухого воздуха. Х0 = 0,012 кг/кг

d ) энтальпию сухого воздуха. 0 = 49кДж/кг

е ) влагосодержание влажного воздуха. Х2 = 0,052 кг/кг

f ) энтальпию влажного воздуха. 2 = 209 кДж/кг

g ) По найденным значениям P1 и t1 определяем 1=234к Дж/кг

Далее определяем расход абсолютного сухого воздуха при приготовлении продукта:

L = W e, (8)

где L - расход абсолютного сухого воздуха (кг/ч, кг/c ):

W - масса влаги = 1,736842 кг/ч

е - удельный расход воздуха = 25 кг/кг,

тогда, L = 1,736842 25 = 43,42105кг/ч = = 0,012кг/с

Далее производим расчеты параметров продукта:

1 ) Для начальной влажности продукта.

а ) Теплоемкость определяем по формуле:

с1 = 41,87 [ 0,3 + ( 100 - а ) ], ( 16 )

где с1 - теплоемкость продукта до тепловой обработки ( Дж/ ( кг град )), с1 = сП ;

а - начальная влажность продукта ( % ),

а = ХН = 60%

тогда, с1 =41,87 [ 0,3 + ( 100 - 60 ) ] = 1687,361 Дж/кг град

2 ) Для конечной влажности продукта.

а ) Теплоемкость: С2 = 41,87 [ 0,3 + ( 100 - аК ) ], Дж/кг град, (19)

где аК = ХК - конечная влажность = 5%

тогда, с2 = 41,87 [ 0,3 + ( 100 - 5 )] = 3990,211 Дж/ град.

б ) Плотность продукта определяем:

Р2 = 10 [ 1,42 аК + (100 - аК )], кг/м3 (19)

тогда, Р2 = 10 [ 1,42 5 + ( 100 - 5 )] = 1021 кг/м3

Производим составление теплового баланса:

1.Приход тепла:

а ) с наружным воздухом:

Q1 = L 0, Дж/ч, Дж/с (9)

где L - расход абсолютного сухого воздуха = 43,42105 кг/ч

0 - энтальпия сухого воздуха = 49к Дж/кг = 49 103 к Дж/кг

Q1 = 43,42105 49 103 = 2127653,5 Дж/ч = = 591,01ДЖ/с

в ) С влажным материалом:

Q2 = GH tH CП, Дж/ч, Дж/с (10)

где GH - производительность оборудования = 3 кг/ч

tH = t0 - температура начальная = 200С

сП = с1 - теплоемкость продукта = 1687,361

тогда, Q2 = 3 20 1687,361 = 101241,66Дж/ч = = 28,12228Дж/с

с ) В основном калорифере:

Q3 = Qk = L ( 1 - 0 ), Дж/ч, Дж/с (11)

где L - расход абсолютного сухого воздуха = 43,42105 кг/ч

0 - энтальпия сухого воздуха, 49 103 Дж/кг

1 - энтальпия, 234103 Дж/кг

гда Q3 = QK = 43,42105 ( 234 103 - 49 103 ) = 8032894,255 Дж/ч =

= = 2231,36 Дж/с

2.Расход тепла:

а ) с отработанным воздухом:

Q4 = L 2, Дж/ч, Дж/с (12)

где L - расход абсолютно сухого воздуха =43,42105 кг/ч

2 - энтальпия сухого воздуха, 209 103 Дж/кг

тогда, Q4 = 43,42105 209 103 = 9074999,45Дж/ч = = 2520,83 Дж/с

в ) с высушенным материалом:

Q5 = Gk t2 с2, Дж/ч, Дж/с, (13)

где GK - производительность по готовому продукту = 1,263158 кг/ч

t2 = 710C

с ) при загрузке и выгрузке продукта ( при транспортировке продукта ):

Q6 = W cB , ( Дж/ч, Дж/с ) (14)

СВ = 1ккал/кг град = 4,19 103 Дж/кг град - теплоемкость воды

= t2 = температура охлаждения продукта - 73

W - масса влаги = 1,736842 кг/ч,

Q6 = 1,736842 4,19 103 73 = 531247,85 Дж/ч = = 147,5688 Дж/с

d ) теплота потерь ( Q7 ) определяются из теплового баланса.

Тепловой баланс:

Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6 + Q7. (15)

Q7 = 591,01+28,122+2231,36-2520,83-99,4055-147,5688=82,689Дж/с

Рассчитываем теплопотери при тепловой обработке на 1 кг испаренной влаги:

1.Теплопотери в окружающую среду.

а ) средняя разность температур сред ( в камере и в окружающей среде ) по длине аппарата:

tср = , ( (21)

где t0 - температура окружающей среды = 19

t1 - температура тепловой обработки продукта = 200

t2 - температура охлаждения продукта = 71

tср = = = 103,5435=1030С.

в ) разность температур сред у торцов аппарата:

t'ср = t1 - t0 (22)

t”ср = t2 - t0, (23)

где t 'ср,t”ср--разность температур сред у правого и левого торцов аппарата, соответственно (о C)

t'ср=200-19=181 0С

t''ср=71-19=52 0С

с) интенсивность теплопотерь:

? по длине аппарата:

qдл=К·tср (ккал/(м2·ч))=кДж/(м2·ч)=Дж/(м2·с) (24)

К-коэффициент теплопередачи (для всех стен аппарата), К=0,7;

qдл=0,7·103=72,1ккал/м2·ч= 72,1·4,19=302,099кДж/м2·ч= =83,9164

с торцов аппарата:

а) q'т = К·t'ср (ккал/м2·ч) =(кДж/(м2·ч)= (Дж/(м2·с)); (25)

qт=0,7·181=126,7ккал/м2·ч=126,7·4,19= 530,873кДж/м2·ч = =147,4647Дж/м2·с

b) q”т=К·t”ср=(ккал/м2·ч) =(кДж/м2·ч) =(Дж/м2·с) (26)

q”т= 0,7·52=36,4ккал/м2·ч = 36,4·4,19= 152,516кДж/м2·ч = =42,3656Дж/м2·с

Поверхность вертикальных стен для теплового аппарата (м2);

fв = Н ·Нш, (м2), (28)

где Н -- высота аппарата=600мм=0,6м

Нш -- ширина аппарата=750мм=0,75м

fв=0,6·0,75=0,45 м2

Поверхность потолка аппарата определяем:

fпот = I·Нш , (м2), (30)

где І--длина аппарата=840мм =0,84м

Нш--ширина аппарата=750мм =0,75м

fпот=0,84·0,75=0,63м2

Поверхность пола аппарата определяем, исходя из значения поверхности потолка аппарата;

fпол= fпот (м2) ;

где qв=qдл=83,9164Дж/м2·с

qпот=qт'=147,4647Дж/м2·с

qпол=q''т=42,3656Дж/м2·с

тогда теплопотери в окружающую среду:

qос= (83,9164·0,45+147,4647·0,63+42,3656·0,63)·=326462,64Дж/кг

v= , ( 0С)

t1=2000C ; t2=710С; t0=190С.

v=135,5=1350С.

Теплоемкость продукта после тепловой обработки:

с'' м =сп +(1-сп) ·; (Дж/(кг·град)) ;

с''м=1687,36+(1-1687,36)·=1603,042 Дж(кг·град)

Теплоемкость сырого материала:

см'=сп+(1-сп)· , (Дж/кг·град),

с'м=1687,36+(1-1687,36)· =675,9 Дж/(кг·град).

3. Сумма теплопотерь на 1кг испаренной влаги:

=q'м+qос ,(Дж/кг) , (33)

Где q'м-- количество теплопотерь на нагрев продукта, q'м=179707,46Дж/кг,

qос -- количество теплопотерь в окружающую среду, qос=326462,64Дж/кг,

тогда = 179707,46+326462,64=506170,1Дж/кг.

Производим аналитический расчет нормального теплового процесса обработки продукта:

1.Влагосодержание:

а) наружного воздуха:

х0=0,622·, кг/кгс.в. (34)

где х0 --влагосодержание влажного воздуха

р0--парцианальное давление окружающего воздуха, р0=1,7кПа=12,75мм рт ст

х0=0,622· =0,012 кг/кгс.в. ,

в) отработавшего воздуха:

х2=0,622·, кг/кгс.в. (35)

где х2-- влагосодержание наружного воздуха

р2= парциальное давление влажного воздуха, р2=7,5кПа = 56,25мм рт ст

х2=0,622·=0,052кг/кгс.в.

Относительный расход абсолютно сухого воздуха:

= ,(кгс.в/кги.вл.) , (36)

тогда ==25000 кгс.в./кги.вл.

Следующим этапом определяем расход греющего пара на тепловую обработку в калорифере:

Qк = W, (Дж/с) (38)

где W--масса влаги, W=0,00048Дж/с,

0--энтальпия сухого воздуха,0=49кДж/кг =49·103Дж/с

1- энтальпия наружного воздуха .1=234 кДж/кг=234·103Дж/с

Х0-- влагосодержание наружного воздуха, Х0=0.012кг/кгс.в.

Х2--влагосодержание влажного воздуха, Х2=0.052кг/кгс.в.

Qк=0,000482·=2229,25 Дж/с,

Сравнивая полученные значения найденные аналитическим путем х0, х2, ? и Qк со значениями найденными по диаграмме Рамзина, рассмотренные по формулам(7и 11). Мы видим, что расчёты совпадают, а это значит ? расчёт греющего пара Qк на тепловую обработку в калорифере рассчитан правильно, так как он одинаково равен в обоих случаях.

Из этого определяем расход греющего пара в калорифере (кг/с), где r--теплота парообразования ( Дж/кг),

r=2141·103 дж/кг;

х-- коэффициент парообразования , х=1,

Qr.п.= , кг/с

тогда Qг.п.==1042,2кг/с .

4.2 Расчет калорифера

После произведенных расчетов необходимо подобрать модель калорифера по найденному значению поверхности нагрева калорифера.

Определяем плотность воздуха, проходящего через калорифер:

=0· , (кг/м3) , (39)

где Мвоз-- масса воздуха, М=29(кг/моль);

T0--температура воздуха при нормальных условиях,

T0=t0+273К=20+273=293К,

р0--давление воздуха при нормальных условиях, р0=760 мм рт.ст.;

р--давление наружного воздуха, р=735мм рт.ст.;

0== 1,29 (кг/м3),

тогда =1,29· =1,166 кг/м3.

Далее рассчитываем потери тепла в окружающую среду через калорифер:

QП = Fбок ( tСТ - tO ) ( Дж/с )

Fбок - боковая поверхность барабана калорифера;

tст - температура стенки защитного кожуха барабана калорифера с внешней стороны (, tст = t4 ;

to - температура окружающей среды ( ;

Необходимо определить и охарактеризовать режим движения окружающего воздуха относительно наружной поверхности барабана калорифера ( по критерию Рейнольдса ) :

Re = в ,

где Rе - критерий Рейнольдса ;

l - высота аппарата, l = H = 0,6

в - плотностьвоздуха при t = 20

в = 0 0, ( кг/м3 ) ,

0 - плотность воздуха при нормальных условиях ,

0 = 1,29 , (кг/м3 ) ;

Т0 - температура воздуха при нормальных условиях ,Т0 = 273К :

Т - температура наружного воздуха ,

Т = t0 + 273 = 19 + 273 = 292 K,

тогда : в = 1,29 = 1,206 кг/м3

- вязкость воздуха при t0 определяется по номограмме, = 0,018 10-3 ( Н с/м2 )

в - относительная скорость движения воздуха :

в = , ( м/с ),

dнар - наружный диаметр калорифера , dнар = 0,34 м

n - число барабанов калорифера, n = 1

в = = 0.018 м/с,

Re = = 722

Режим движения теплоносителя ? ламинарный.

2. Далее определить коэффициент теплоотдачи от стенки барабана калорифера в окружающую среду за счет вынужденной конвенции :

к = в ( Вт/м2град ) ;

- коэффициент Нуссельта, Nu = 0,018 Re0,8

коэффициент геометрических размеров, находим :

= апп ,

где Напп - высота аппарата, Напп = 0,6м

dнар - наружный диаметр калорифера,dнар = 0,34м :

= = 1,76 ;

Nu = 0,018 ( 7220,8 ) 1,76 = 6,146

- теплопроводность воздуха, = 0,0261 Вт/м град

-высота аппарата , = Напп = 0,6м.,

к = = 0,267 ( Вт/м2 град )

Тст температура стенки барабана калорифера:

Тст = t2 + 273 =71 + 273 + 344К

Т - температура наружного воздуха,

Т = t0 + 273 = 19 + 273 = 292 К

t0 = температура наружного воздуха,

t0 = 19

tст - температура стенки барабана калорифера, tст = t2 = 71

7,012 ( Вт/м2 град )

Коэффициент теплоотдачи от стенки барабана калорифера в окружающую среду:

= к + л , ( Вт/м2 град )

= 0,267 + 7,012 = 7,279 Вт/м2 град.

Необходимая толщина слоя изоляции с теплопроводностью изолирующего материала,

2 = м = 0,076 Вт/м град

Поверх изоляции толщиной 2 имеет кожух из листового железа. Толщина этого кожуха 3 = 1мм = 1 10-3;

1 - стандартная толщина изоляции вместе с кожухом, 1 = 12мм = 0,012м

Температура внутренней и наружной стороны барабана имеет значение